CN219841604U - 一种翅片管换热器总成及其空调主机和空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高效节能空气调节技术领域，公开了一种翅片管换热器总成及其空调主机和空调系统。翅片管换热器总成由至少2个平板式翅片管换热器组成等；翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面为折线型；平板式翅片管换热器翅片的长边设置在竖直方向或接近于竖直方向；空调主机包括壳体、翅片管换热器总成、空调压缩机、气液分离器和风机；翅片管换热器总成设于壳体进风口的进风面，并与至少部分壳体组成连通换热风路的换热器总成负压腔。本实用新型构建空调主机翅片管换热器总成的高效换热风路结构，提高空调主机的能量密度；便利空调主机检测维修；为配合设备平台外立面构建侧进侧出风路结构创造了条件。

Description

一种翅片管换热器总成及其空调主机和空调系统

技术领域

本实用新型属于高效节能空调技术领域，更具体地，涉及一种翅片管换热器总成及其空调主机和空调系统。

背景技术

以“翅片管换热器+顶出风轴流风机”为基本型式的现状空调主机如多联机、风冷水机模块，外换热器大多采用水平截面为C字型或者竖向截面为V型的翅片管。这些水平截面为C字型或者竖向截面为V型的翅片管换热器，进风面不止1个。水平截面为C字型的翅片管换热器，采用三面进风；竖向截面为V型的翅片管换热器，采用两面进风。然而，这样的外换热器结构和风路结构，导致了设备平台上的空调主机外换热器送风配风通道的占地面积远大于空调主机本体的占地面积。例如，在设备平台上布置两排采用水平截面为C字型翅片管换热器的空调主机时，需要在前排相邻主机之间、前排后排主机之间预留足够宽度的气流通道，以满足空调主机特别是后排空调主机外换热器的送风配风需要，这些送风配风通道占地面积大幅度超过空调主机本体的占地面积。

解决上述问题，需要空调主机外换热器结构和风路结构的创新等。

再者，从现有的空调外换热器看，在换热器换热量Q＝K×S×⊿t中，通过扩大总传热系数K和换热器本体传热温差⊿t来大幅度增加换热量Q的技术路线已经不再奏效。因为，波纹翅片、开缝翅片和内螺纹铜管等等技术在现有制冷空调系统蒸发器冷凝器中获得了广泛应用，已经使空调主机外换热器总传热系数K接近峰值，继续通过优化翅片结构、铜管结构以及翅片铜管气流相互关系来提高K值的边际效应锐减。而指望在确定的低温热源、高温热源场景下，也就是在冷凝器蒸发器运行所在的高温介质低温介质的温度、湿度等热物性参数具体确定的条件下，通过扩大蒸发器冷凝器本体传热温差⊿t来增加换热量Q，也不再奏效了。因为扩大蒸发器翅片间低温介质(例如夏季室内低温空气)与铜管内制冷液之间的⊿t，就必然压低了蒸发温度和蒸发压力；而如果扩大冷凝器铜管内高温高压制冷剂气体与翅片间高温介质(例如夏季高温环境空气)之间的⊿t，就必然抬高了冷凝压力和冷凝温度。所以，扩大蒸发器冷凝器等换热器本体传热温差⊿t以提高换热器换热量Q的方案，恰恰都损害了整个制冷系统的制冷剂循环量、吸热能力、放热能力和空调系统COP。

因此，在换热器材料和结构已经深度优选优化、系统COP目标值不断提高的条件下，提升K和⊿t以增加Q的潜力已经枯竭，如何提升换热器换热能力成为了重大技术难点。

实用新型内容

为解决上述的现有技术问题，本实用新型提供一种翅片管换热器总成。

本实用新型的另一目的在于提供一种采用折线型翅片管换热器空调主机。

本实用新型的另一目的在于提供一种空调系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种翅片管换热器总成，所述翅片管换热器总成是由至少2个平板式翅片管换热器组成；或者是由平板式翅片管换热器弯曲而成的V型翅片管换热器组成；或者是由平板式翅片管换热器和所述由平板式翅片管换热器弯曲而成的V型翅片管换热器组成；所述翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面为折线型；

所述平板式翅片管换热器的翅片长边设置在水平风道中的竖直方向或接近于竖直方向。

进一步地，所述翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面为V型、N型，或由至少2个垂直于翅片长边断面为V型翅片管换热器连续布置构成。

优选地，所述翅片管换热器总成的垂直于翅片长边的断面为W型；优选地，所述V型翅片管换热器的顶角α为15°～110°。

优选地，所述V型翅片管换热器的顶角α为30°～90°。

优选地，所述V型翅片管换热器的顶角α为30°～60°。

进一步地，所述翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面的一侧为换热器进风面，另一侧为换热器出风面；出风面属于换热器总成负压腔区域。

进一步地，进风气流的入射面为翅片管换热器总成中的每一个平板式翅片管换热器，进风气流与每一个平板式翅片管换热器上每一张翅片板尖部交角均为钝角；钝角β为97.5°～145°；进风气流以钝角β撞击翅片管换热器总成中的每一张翅片板尖部，被翅尖板反射进入翅片间隙流向换热器总成负压腔。

进一步地，进入每一个翅片间隙d的气流流量，等于翅片管换热器总成中的平板式翅片管换热器前后两张翅片板尖部在进风断面上的垂直距离δ所拦截的进风气流；

δ＝d·sinα/2，其中α为V型翅片管换热器的顶角；

平板式翅片管换热器前后两张翅片板翅尖部在进风断面上的垂直距离δ值为0.13d～0.7d之间。

优选地，翅片间隙气流速度为进风速度1/3，对应于V型翅片管换热器的顶角α为39°入射钝角β为109.5°。

一种采用折线型翅片管换热器空调主机，包括壳体、所述翅片管换热器总成、空调压缩机、气液分离器和风机；所述翅片管换热器总成设于所述壳体进风口的进风面，并与至少部分所述壳体组成连通换热风路的换热器总成负压腔。

进一步地，所述壳体的底板、侧板、背板、顶板和翅片管换热器总成组合成换热器总成负压腔；所述翅片管换热器总成为换热器总成负压腔进风口。

优选地，所述背板或顶板上设有换热器总成负压腔的出风口。

优选地，所述顶板上在远离所述翅片管换热器总成处设置换热器总成负压腔的出风口；所述换热器总成负压腔的出风口设置风机。

进一步地，所述换热器总成负压腔的出风口设置排风腔，所述排风腔的排风口与所述壳体的进风口同侧设置。

优选地，所述排风腔的排风口朝向空调主机壳体的短边侧。

进一步地，所述换热器总成负压腔的出风口下方底板比邻背板的区域为通风盲区；包括空调压缩机、气液分离器、四通阀、膨胀阀、电气箱的氟路电路组件设置在换热器总成负压腔内部的通风盲区。

所述气液分离器、空调压缩机、四通阀、换热器总成、膨胀阀与空调室内机的制冷剂管路顺序连通，组成空调系统制冷剂循环回路。

进一步地，包括空调压缩机、气液分离器、四通阀、膨胀阀、电气箱的氟路电路组件设置在所述壳体的换热器总成负压腔外部一侧的压缩机腔。

进一步地，所述换热器总成负压腔的2个侧板部分替换为所述平板式翅片管换热器。

进一步地，所述壳体的进风口处的侧板设有若干用于所述翅片管换热器补充进风的通孔；所述通孔与壳体的进风口构成了所述翅片管换热器总成的进风通道。

进一步地，所述风机为轴流风机或离心风机。

进一步地，在壳体内设有用于安装翅片管换热器的增高支架；翅片管换热器总成设置于增高支架上；增高支架拓展的空间构成了翅片管换热器总成的底部进风通道。

一种采用折线型翅片管换热器空调主机组成空调系统。

进一步地，所述空调系统包括空调主机、中间换热器、水路和水泵；所述中间换热器的两路换热介质通道分别为空调主机的制冷剂通道和空调水通道；制冷剂通道连接空调主机的氟路；所述空调水通道连接室内换热器。

进一步地，所述中间换热器包括板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器，或者板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器组合。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

①构建空调主机翅片管换热器总成的高效换热风路结构，提高空调主机的能量密度。

本实用新型采用短边侧中下部中速进风、顶部高速排风的气动布局，将翅片管换热器总成的进风通道排风通道的主体段落纳入空调主机的内部。

本实用新型将水平V型翅片管换热器作为空调主机翅片管换热器总成的基本单元，在空调主机有限空间内，平行于空调主机的进风口进风面方向连续设置多个水平V型翅片管换热器，贴着多个水平V型翅片管换热器进风面展开获得大面积的翅片管换热器总成的通风面，在大面积翅片管换热器总成的通风面上再二次展开获得巨大面积的翅片传热面。

本实用新型空调主机外部气流以4m/s左右中速进入空调主机，在空调主机内部经过多片翅片刨刀的连续梯次刨削，主体进风气流减速分散，以1.6m/s左右低速低阻力穿过具有总和通风面大、翅片总和换热面积S巨大特点的翅片管换热器总成进行热量交换，换热之后流入换热器总成负压腔，在风机负压牵引下向风机进风口汇集，经风机加速升压之后最后从排风腔以8m/s左右速度高速排出。

本实用新型的空调主机，采用上述气动布局和风路结构，在换热器气流的中速进风→翅片刨刀分散减速→总和巨大通风面上巨量翅片换热面积S上热量交换→汇集加速→风机升压→高速排出的链式流程中，气流以风机为动力源、以负压腔为核心、以巨量连续布置V型翅片换热器的翅片间隙处为最低速度区，完成了一次风机加压和风机前静压-动压转换，高效流畅，构建了空调主机内部高效换热的风路结构。

本实用新型空调主机展开了巨大的翅片管换热器总成总和通风面进而在巨大总和通风面上二次展开巨量翅片换热面积S，降低了换热器本体传热温差⊿t，降低了冷凝压力、提升了蒸发压力，提高了制冷剂循环量、蒸发器吸热量、冷凝器放热量，还又有效控制了空调主机体积，提高了空调主机的能量密度，为提升设备平台能量密度准备了前置条件。

②便利空调主机检测维修

本实用新型将压缩机、气液分离器、四通阀、膨胀阀、电气箱等氟路电路组件，全部集中设置到换热器总成负压腔贴近背板的中下部的通风盲区，并且换热器总成负压腔的背板设置在空调主机的短边侧，在设备平台上安装空调主机时换热器总成负压腔的背板朝向设备平台里侧的维修通道。

空调主机可能发生故障的部件，通常是压缩机、四通阀、膨胀阀、电气箱等氟路运动结构件和接触器、控制器、传感器、风机等电路组件；本实用新型空调主机的结构设计，便利了检查维修：故障发生时，在设备平台里侧的维修通道上打开背板，可能发生故障的压缩机、四通阀、膨胀阀、电气箱、风机等氟路电路组件，一览无余，检查维修非常便捷，解决了空调主机与生俱来的历史性的检查维修难题。

③为配合设备平台外立面构建侧进侧出风路结构创造了条件

经典的顶出风中央空调主机，乃是为楼顶露台场景量身定制；从楼顶露台移入建筑物中间层设备平台，需要顶出风空调主机风路与平台外立面组合方式的创新。

本实用新型确立“空调主机中下部中速进风、顶部排风腔高速排风，进排风口同向同侧设置，进风面积：排风面积≈2:1”的气动布局。在沿空调主机长边设置的换热器总成负压腔的顶部设置排风截面面积约为进风面1/2的“排风腔”，开发设备平台顶部闲置空间；

本实用新型不仅结构紧凑，而且空调主机排风口进风口同向设置、同侧设置、上下设置，为安装在设备平台上比邻外立面设置、配合设备平台外立面构建空调主机侧进侧出风路结构准备了条件。

本实用新型在空调主机进风面积:排风面积≈2:1的设计概念下，排风速度达到进风速度2倍，排风动压头达到进风动压头的4倍，有效提高了空调主机的换热器总成排风的速度和动能，有效提高了空调主机排风射流穿越设备平台外立面射入环境大气的射程和扩散稀释效果。

附图说明

图1为水平V型翅片管换热器三维结构示意图；

图2为实施例1的翅片管换热器总成三维结构示意图；

图3为空调主机运行时翅片间隙进口处“翅片刨刀”拦截进风气流、梯次刨削使之减速流入翅片间隙完成与翅片热交换之后排出翅片间隙的水平剖视图；

图4为空调系统冷凝器本体传热温差、高温低温热源温差、蒸发器本体传热温差3者累加而成冷凝温度蒸发温度总温差的示意图；

图5为制冷空调系统外换热器总和翅片换热面积增加带来蒸发压力提高导致制冷系统单位质量制冷剂吸热量增加、压缩功减少、COP提高以及制冷系统制冷剂循环量增加、蒸发器吸热量冷凝器放热量增加的压焓图制冷循环示意图；

图6为实施例2的空调主机结构竖向剖视示意图(带导风罩)；

图7为实施例2的空调主机的竖向视图(不带导风罩)；

图8为图7换热器进风面为M型的3个层面水平剖视图；

图9为实施例2的空调主机的制冷系统原理示意图；

图10为实施例2的空调主机的运行气流示意图；

图11为实施例2的设有离心风机的空调主机结构示意图；

图12为实施例3的侧板补充通风空调主机三维结构示意图；

图13为实施例3的侧板补充通风空调主机另一三维结构示意图；

图14为实施例4换热器进风面为W型的上出风空调主机结构俯视图；

图15为实施例5换热器进风面为W型的风路侧进侧出空调主机结构俯视图；

图16为实施例5换热器进风面为W型的风路侧进侧出的空调主机运行气流示意图；

图17为实施例6的风机吸风口下方两侧设置翅片管换热器的空调主机结构俯视图；

图18为实施例7的带中间换热器空调主机的制冷系统原理示意图；

图19为设备平台的外立面上进风区与排风区关系示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“纵向”、“长度”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

定义：外廊式设备间平台，设定垂直于外廊式设备平台外立面的方向为纵向，平行于外廊式设备平台外立面的方向为横向。

实施例1

如图1-2所示，作为一种具体实施方案，本实施例的翅片管换热器总成，翅片管换热器总成由4个平板式翅片管换热器37组成；或由2个垂直于翅片长边的断面为V型翅片管换热器40连续布置构成。V型翅片管换热器40由2个平板式翅片管换热器37组成。

如图3所示，平板式翅片管换热器包括翅片板110和换热管115；多张互相平行并相隔一定间距的翅片板110组成翅片组；沿垂直于翅片板110所在平面的方向穿过换热管115。

翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面为折线型，更具体的，为W型；

平板式翅片管换热器37的翅片长边设置在竖直方向或接近于竖直方向。

V型翅片管换热器的顶角α为15°～110°。

作为一种可选的实施方案，V型翅片管换热器的顶角α为30°～90°。

作为一种可选的实施方案，V型翅片管换热器的顶角α为30°～60°。

如图3所示，翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面的一侧为换热器进风面，另一侧为换热器出风面；出风面属于换热器总成负压腔区域。

进风气流的入射面为翅片管换热器总成中的每一个平板式翅片管换热器，进风气流与每一个平板式翅片管换热器37上每一张翅片板110的尖部交角均为钝角β；钝角β为97.5°～145°；进风气流以钝角β撞击翅片管换热器总成中的每一张翅片板110的尖部，被翅尖板反射进入翅片间隙流向换热器总成负压腔。

进入每一个翅片间隙d的气流流量，等于翅片管换热器总成中的平板式翅片管换热器前后两张翅片板尖部在进风断面上的垂直距离δ所拦截的进风气流；

δ＝d·sinα/2，其中α为V型翅片管换热器的顶角；

平板式翅片管换热器前后两张翅片板翅尖部在进风断面上的垂直距离δ值为0.13d～0.7d之间。

作为一种具体实施方案，翅片间隙气流速度为进风速度1/3，对应于V型翅片管换热器的顶角α为39°入射钝角β为109.5°。

不同应用场景下制冷(热泵)空调主机优化的核心目标，依然是“降低冷凝压力、提升蒸发压力”：降低制冷冷凝压力，可以直接降低压缩机压缩功；而提升热泵采暖蒸发压力(蒸发温度)，就是提高制冷剂循环量、提高蒸发器吸热量、提高冷凝器放热量并且降低压缩比、降低压缩机排气温度。

本实施例将蒸发压力(蒸发温度)作为制冷空调系统第一因子，因为，蒸发压力决定了压缩机吸入的低压制冷剂气体的密度和压缩机的压缩比，如果冬季热泵空调主机外换热器(蒸发器)蒸发压力从5公斤提高到6公斤，则系统制冷剂循环量、蒸发器吸热量、冷凝器放热量必定同步提高20％左右，并且压缩机压缩比、压缩机排气温度也应声而落。

本实施例分析空调蒸发器冷凝器等翅片管换热器换热量Q与总传热系数K、换热面积S、制冷剂与空气之间传热温差⊿t三者之间的关系式Q＝K×S×⊿t，提出了“提高现状空调主机蒸发压力、降低冷凝压力、提高空调主机外换热器换热能力Q和制冷空调系统COP的关键因素，在于增加翅片管换热器总传热面积S”的技术判断。

本实施例通过扩大蒸发器/冷凝器换热的面积不仅增加换热器换热能力而且改善制冷空调系统性能。扩大换热面积、缩小换热温差，不仅是换热器迭代升级的客观需要，也是由换热器参与构建的制冷空调大系统迭代升级的核心要求。

如图4所示，空调制冷系统冷凝温度蒸发温度之差(T₂-t₂)是决定制冷空调系统核心指标COP的根本因素，这个(T₂-t₂)高则COP一定低，这个(T₂-t₂)低则COP一定高，制冷空调系统COP与冷凝温度蒸发温度之差(T₂-t₂)反向相关；而冷凝温度蒸发温度之差(T₂-t₂)，又是由冷凝器本体传热温差(T₂-T₁)、高温热源低温热源温差(T₁-t₁)、蒸发器本体传热温差(t₁-t₂)这3个温差累加而来。所以，在高温热源低温热源温差(T₁-t₁)作为客观存在无法改变条件下，本实用新型创新地扩大翅片管换热器换热面积S、缩小冷凝器本体传热温差(T₂-T₁)、蒸发器本体的传热温差(t₁-t₂)，就是缩小空调热泵系统冷凝温度蒸发温度之差(T₂-t₂)的唯一路径，就是降低系统冷凝压力(冷凝温度)、提高系统蒸发温度(蒸发压力)、提高系统制冷剂循环量、提高蒸发器吸热量冷凝器放热量、提高制冷空调系统COP的唯一路径。

如图5所示，本实用新型通过扩大翅片管换热器翅片总和传热面积S，来降低蒸发器冷凝器的本体传热温差，提高蒸发压力、降低冷凝压力，从而实现提高制冷剂循环量、蒸发器吸热量、冷凝器放热量和制冷系统COP的目标。本实用新型外换热器总和翅片换热面积扩大的技术效果，尤其体现在蒸发器的蒸发温度和蒸发压力的提升上。

蒸发压力是热泵系统的第一因子，其对制冷系统热泵系统性能影响如图2所示(纵坐标为冷凝压力，横坐标为焓值，图中1-2-3-4为原循环路径，1-2-3’-4’为本实用新型循环路径)：

(1)蒸发压力升高(P₁→P₁’)直接带来制冷系统单位质量制冷剂吸热量增加(h₄’－h₄)、压缩机压缩功减少(h₄’－h₄)，能效比得到提高；

(2)蒸发压力升高(P₁→P₁’)，还直接带来定频热泵系统制冷剂循环量大约增大(P₁’/P₁－1)×100％，带来蒸发器吸热功率、冷凝器制热功率大约增大(P₁’/P₁－1)×100％；

(3)蒸发压力升高还直接导致压缩比降低、压缩机排气温度降低，有效抑制润滑油劣化和压缩机电机绝缘性能退化。

本实用新型的翅片管换热器总成运行时，气流进出翅片间隙并在翅片间隙低速流动的微观过程是构建翅片管换热器总成进出风场的中心环节。

在气流入口E-E断面处，自设备平台外立面1涌入的4m/s左右的中速气流以均匀的层流形式推进到翅片间隙进口断面F-F处，在F-F处进风气流线条与间隙后侧翅片成钝角β，间隙后侧翅片作为“刨刀”从进风主体气流中“刨”出一片气流塞入翅片间隙；在F-F处被“翅片刨刀”刀尖拦截“刨”出来的主体进风气流，以钝角β撞击间隙后侧翅片“刨刀”刀尖，被间隙前侧翅片反射之后在翅片间隙中扩散、减速；被“翅片刨刀”刨出来的经过碰撞扩散减速的1.6m/s左右气流在负压腔负压拉动下，克服翅片间隙通道的阻力流出翅片通道；抵达翅片间隙出口G-G断面处的低速气流，在负压腔负压拉动下再次加速为4m/s左右的中速气流，在H-H断面处汇集排出。

实施例2

如图6-10所示，一种采用折线型翅片管换热器空调主机，包括壳体、实施例1的翅片管换热器总成、空调压缩机121、气液分离器126和风机38；

翅片管换热器总成设于壳体进风口125的进风面，并与部分壳体组成连通换热风路的换热器总成负压腔124。

具体的，壳体的底板、侧板、背板、顶板和翅片管换热器总成组合成换热器总成负压腔124；

W型翅片管换热器总成的开口朝向换热器总成负压腔124。

翅片管换热器总成为换热器总成负压腔124的进风口。

顶板上在远离翅片管换热器总成处设置换热器总成负压腔的出风口；换热器总成负压腔的出风口设置风机38。

风机38为轴流风机。

如图11所示，作为另一具体实施方式，风机38为后倾式外转子离心风机。本实施例采用后倾式外转子离心风机，具有工作静压高、运行效率高的特点，在外廊式设备平台上空调主机翅片管换热器总成侧进侧出风路气流路径长、沿程阻力局部阻力大的场景下，能够更好满足空调主机外换热器风路的动力需求。

换热器总成负压腔的出风口设置排风腔33，排风腔33的排风口331与壳体的进风口125同侧设置。

排风腔33的排风口331朝向空调主机壳体的短边侧。

换热器总成负压腔124的出风口下方底板比邻背板的区域为通风盲区；包括空调压缩机121、气液分离器126、四通阀137、膨胀阀、电气箱等的氟路电路组件设置在换热器总成负压腔124内部的通风盲区。

本实施例的空调主机，在应用场景上适用于，将空调主机机位点从开放的露天平台，置换为楼宇分布式能量系统条件下的半封闭设备平台；空调主机的进出风场，从经典的半球形三维开放空间，转换为单侧开放的半封闭外廊式设备平台。

本实施例的空调主机在上述半封闭外廊式设备平台场景下，从扩大空调主机的外换热器通风面总面积、翅片总和面积、降低外换热器传热温差，创新了空调主机本体设计。

①主机结构设计创新

本实施例在空调主机内部沿着平行进风口进风面方向构造翅片管换热器总成，翅片管换热器总成与空调主机进风口排风口相近设置，将翅片管换热器总成的进风通道排风通道的主体段落纳入空调主机内部。

本实用新型在空调主机有限空间内，平行于空调主机进风口的进风面方向设置至少1个以上水平V型翅片管换热器，贴着1个以上水平V型翅片管换热器进风面展开获得大面积的翅片管换热器总成的通风面，在大面积翅片管换热器总成的通风面上再二次展开获得巨大面积的翅片传热面，从而有效扩大空调主机翅片管换热器总成的翅片总和换热面积S、降低换热器本体传热温差⊿t、提升蒸发压力降低冷凝压力、提升空调系统Q和COP。

本实施例至少设置1个换热器总成负压腔，换热器总成负压腔由底板、侧板、背板、翅片管换热器总成和顶板组合而成；顶板设置有换热器总成负压腔124的出风口，出风口安装有风机；横向连续布置的水平V型翅片管换热器，是换热器总成负压腔124的进风口。

换热器总成负压腔124顶板上方设置排风腔，排风腔进风口就是换热器总成负压腔124的出风口，就是风机所在；排风腔的排风口与空调主机的进风口同侧设置，排风腔进风口连通连续布置水平V型换热器总成负压腔风机排风口；

换热器总成负压腔124的背板、底板处是通风盲区，安置空调压缩机、四通阀、膨胀阀、电气箱等氟路电路组件。

②空调主机外换热器进出风场设计创新

本实施例利用设备平台顶部闲置空间设置空调主机的排风腔，排风腔排风口与进风通道的进风口同侧设置、上下设置，排风口面积显著小于进风口面积。空调主机进出风口直接对接设备平台外立面1上的进出风口，构建进出风路径最短、气压场梯度最高的空调主机外换热器进出风场，为撤销传统空调主机设备平台上纵向横向送风风道压缩低效空间创造了条件。

本实施例通过风机运行建立空调主机翅片管换热器总成进出风场：风机抽吸换热器总成负压腔内的空气产生腔内负压，拉动环境空气以中速自空调主机进风口进入空调主机内部，再分散减速，低速流过换热器翅片间隙完成热量交换后进入负压腔，再汇集加速流入压力最低的风机吸风口，最后被风机升压穿越排风腔向外高速排出。

本实施例空调主机运行时，进风气流在翅片管换热器总成的多片翅片刨刀梯次刨削下进入多个翅片间隙并在翅片间隙低速流动的微观过程是翅片管换热器总成进出风场的中心环节。

③制冷回路设计创新

本实施例的空调主机，在换热器总成负压腔的通风盲区安置压缩机、四通阀、膨胀阀、气液分离器等制冷回路元件及动力电缆信号线电气箱等电路组件。这些制冷回路元件与外换热器、制冷剂连接管、室内机换热器等组件按照压缩机-四通阀-冷凝器-膨胀阀-蒸发器-四通阀-气液分离器-压缩机的顺序，组成制冷空调循环回路。压缩机作为制冷循环回路动力，在冷凝器蒸发器管路中分别建立制冷剂的高低压状态，驱动制冷剂在制冷循环回路中循环流动和反复相变实现“热量搬运”，即通过制冷剂液体在蒸发器内管路内蒸发吸热再通过铜管上涨接的巨大翅片吸热面积S吸收翅片间隙流动的低温环境空气的热量，通过高温高压制冷剂气体在冷凝器管路内冷凝放热再通过铜管上涨接的巨大翅片放热面积S向翅片间流动的高温环境空气放出热量，实现热量从空调蒸发器所在低温环境向冷凝器所在高温环境的迁移。

如图19所示，本实施例的空调主机运行时，空调主机外部气流以4m/s左右中速进入主机，在空调主机内部V型翅片管“多片翅片刨刀梯次刨削”作用下气流减速分散，以1.6m/s左右低速低阻力穿过具有总和通风面大、翅片总和换热面积S巨大特点的多只V型翅片管连续布置外换热器进行热量交换，换热之后流入负压腔，在外换热器风机负压牵引下向风机吸风口汇集，经风机升压之后最后从排风腔以8m/s左右速度高速排出。

实施例3

如图12-13所示，本实施例的空调主机与实施例1相似，更进一步的，本实施在壳体的进风口125处的侧板还设有若干用于翅片管换热器补充进风的通孔138；通孔138与壳体的进风口125构成了翅片管换热器总成的进风通道。

在壳体内设有用于安装翅片管换热器的增高支架136。翅片管换热器总成设置于增高支架136上。

增高支架拓展的空间，也构成了翅片管换热器总成的底部进风通道135。

在翅片管换热器的底部设有集水槽123。

风机38为轴流风机。

本实施例的侧板通孔，解决了从进风口向里看2个V型的4个平板式翅片管换热器中，外侧2只与里侧2只相比处于通风劣势的问题，本实施例侧板通孔可以弥补外侧2只翅片管换热器的通风劣势。

实施例4

如图14所示，本实施例的空调主机与实施例1相似，不同之处在于，W型翅片管换热器总成的开口朝向壳体进风口125的进风面。

以莲花头集气管133为顶点的V型翅片管换热器开口向外，对接外立面上进风；

连续设置V型翅片管换热器(即W型翅片管换热器总成)的两侧侧板(即换热器总成负压腔124的两侧侧板)采用闭式侧板不透风，只在进风面统一组织进风，4只平板型翅片管换热器的通风条件均衡一致，实现均匀通风。在各个V型顶点处的莲花头集气管133与V型翅片管换热器一一对应设置，一套莲花头集气管133服务构成V型的2只平板型换热器，与实施例1相比V型连续设置翅片管集群所需莲花头集气管133的数量有所减少。

实施例5

如图15-16所示，一种采用折线型翅片管换热器空调主机，包括壳体、实施例1的翅片管换热器总成、空调压缩机121、气液分离器126和风机38；翅片管换热器总成设于壳体进风口125的进风面，并与部分壳体组成连通换热风路的换热器总成负压腔124。

具体的，壳体的底板、侧板、背板、顶板和翅片管换热器总成组合成换热器总成负压腔124；

如图15所示，W型翅片管换热器总成的开口朝向壳体进风口125的进风面。

翅片管换热器总成为换热器总成负压腔124的进风口。

换热器总成负压腔124(或壳体)的背板上设有换热器总成负压腔124的出风口。

换热器总成负压腔124的出风口设置风机38。

风机38为轴流风机。

换热器总成负压腔124的出风口设置排风腔33，排风腔33的排风口331与壳体的进风口125同侧设置。

排风腔33的排风口331朝向空调主机壳体的短边侧。

包括空调压缩机121、气液分离器126、四通阀137、膨胀阀、电气箱等的氟路电路组件设置在壳体的负压腔外部一侧的压缩机腔。

本实施例的轴流风机设置在背板的竖向平面内，吸风口朝向横向连续布置V型翅片管换热器；在翅片管换热器总成横向侧面设置压缩机腔，安置压缩机电气箱等氟路电路组件，使本实施例空调主机适用于更多的应用场景，例如：

①将空调主机外挂在建筑物外立面上，空调主机吸风面朝向外立面1，与外立面之间留出进风间隙，排风口朝外，侧吸侧排；

②在设备平台上将空调主机反向安装，即将空调主机吸风面朝里、风机排风口朝外，直接对外立面排风。

实施例6

如图17所示，本实施例的空调主机与实施例1相似，不同之处在于，换热器总成负压腔124由壳体的底板、背板、顶板和翅片管换热器总成，以及2个平板式翅片管换热器组37作为侧板构成。

本实施例的翅片管换热器总成在平行于空调主机进风口125进风面方向连续设置多个水平V型翅片管换热器40之外，还在风机38的吸入口下方长边两侧设置了平板式翅片管换热器37，翅片管换热器总成的通风换热面积更大，空调主机能量密度更高。

实施例7

如图18所示，一种采用折线型翅片管换热器空调主机组成的空调系统，包括实施例2～6的任意一种空调主机、中间换热器139、水路和水泵。

中间换热器的两路换热介质通道分别为空调主机的制冷剂通道和空调水通道；制冷剂通道连接空调主机的氟路134；空调水通道连接室内换热器127。

中间换热器包括板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器，或者板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器组合。

作为一种具体的实施例，板式换热器139、水路和水泵等设置在空调主机的换热器总成负压腔124内部。

作为一种具体的实施例，板式换热器139、水路和水泵等设置在空调主机壳体的负压腔外部一侧的压缩机腔内部。

作为一种具体的实施例，板式换热器、139水路和水泵等设置在空调主机外，通过换热介质通道与空调主机连接。

本实施例的空调系统，通过将在空调主机与板式换热器139和水路水泵等连接，板式换热器139的两路换热介质通道分别为制冷剂通道和空调水通道；空调主机通过板式换热器生产冷水(热水)输送到建筑物内空调室内机用于室内空气降温除湿(升温加热)。

本实施例除了具有实施例1的全部优点外，由于空调主机增加板式换热器向建筑物内部室内机输出空调水而将制冷剂隔阻在外廊式设备平台上，杜绝了制冷剂在建筑物内部泄漏聚集的风险，为空调主机采用R290等具有零地球温室效应和零臭氧层破坏效应的但是具有可燃性的环保制冷剂创造了条件。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种翅片管换热器总成，其特征在于，翅片管换热器总成是由至少2个平板式翅片管换热器组成；或者是由平板式翅片管换热器弯曲而成的V型翅片管换热器组成；或者是由平板式翅片管换热器和所述由平板式翅片管换热器弯曲而成的V型翅片管换热器组成；

所述翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面为折线型；

所述平板式翅片管换热器的翅片长边设置在水平风道中的竖直方向或接近于竖直方向。

2.根据权利要求1所述翅片管换热器总成，其特征在于，

所述翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面为V型、N型，或由至少2个垂直于翅片长边断面为V型翅片管换热器连续布置构成。

3.根据权利要求1所述翅片管换热器总成，其特征在于，所述翅片管换热器总成的垂直于翅片长边的断面为W型。

4.根据权利要求1所述翅片管换热器总成，其特征在于，所述V型翅片管换热器的顶角α为15°～110°。

5.根据权利要求2所述翅片管换热器总成，其特征在于，

所述翅片管换热器总成垂直于翅片长边的断面的一侧为换热器进风面，另一侧为换热器出风面；出风面属于换热器总成负压腔区域；

进风气流的入射面为翅片管换热器总成中的每一个平板式翅片管换热器，进风气流与每一个平板式翅片管换热器上每一张翅片板尖部交角均为钝角；钝角β为97.5°～145°；

进风气流以钝角β撞击翅片管换热器总成中的每一张翅片板尖部，被翅尖板反射进入翅片间隙流向换热器总成负压腔。

6.根据权利要求5所述翅片管换热器总成，其特征在于，

进入每一个翅片间隙d的气流流量，等于翅片管换热器总成中的平板式翅片管换热器前后两张翅片板尖部在进风断面上的垂直距离δ所拦截的进风气流；

δ＝d·sinα/2，其中α为V型翅片管换热器的顶角；

平板式翅片管换热器前后两张翅片板翅尖部在进风断面上的垂直距离δ值为0.13d～0.7d之间。

7.根据权利要求6所述翅片管换热器总成，其特征在于，翅片间隙气流速度为进风速度1/3，对应于V型翅片管换热器的顶角α为39°入射钝角β为109.5°。

8.一种翅片管换热器空调主机，其特征在于，包括壳体、权利要求1-7任意一项所述翅片管换热器总成、空调压缩机、气液分离器和风机；

所述翅片管换热器总成设于壳体进风口的进风面，并与至少部分所述壳体组成连通换热风路的换热器总成负压腔。

9.根据权利要求8所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述壳体的底板、侧板、背板、顶板和翅片管换热器总成组合成换热器总成负压腔；所述翅片管换热器总成为换热器总成负压腔进风口。

10.根据权利要求9所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述背板或顶板上设有换热器总成负压腔的出风口。

11.根据权利要求9所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述顶板上在远离所述翅片管换热器总成处设置换热器总成负压腔的出风口；所述换热器总成负压腔的出风口设置风机。

12.根据权利要求9所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述换热器总成负压腔的出风口设置排风腔，所述排风腔的排风口与所述壳体的进风口同侧设置。

13.根据权利要求12所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述排风腔的排风口朝向空调主机壳体的短边侧。

14.根据权利要求8所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述换热器总成负压腔的出风口下方底板比邻背板的区域为通风盲区；包括空调压缩机、气液分离器、四通阀、膨胀阀、电气箱的氟路电路组件设置在换热器总成负压腔内部的通风盲区；

所述气液分离器、空调压缩机、四通阀、换热器总成、膨胀阀与空调室内机的制冷剂管路顺序连通，组成空调系统制冷剂循环回路。

15.根据权利要求8所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，包括空调压缩机、气液分离器、四通阀、膨胀阀、电气箱的氟路电路组件设置在所述壳体的换热器总成负压腔外部一侧的压缩机腔(332)。

16.根据权利要求9所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述换热器总成负压腔的2个侧板部分替换为所述平板式翅片管换热器。

17.根据权利要求8所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述壳体的进风口处的侧板设有若干用于所述翅片管换热器补充进风的通孔；所述通孔与壳体的进风口构成了所述翅片管换热器总成的进风通道。

18.根据权利要求8所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，所述风机为轴流风机或离心风机。

19.根据权利要求8所述翅片管换热器空调主机，其特征在于，在壳体内设有用于安装翅片管换热器的增高支架(136)；翅片管换热器总成设置于增高支架(136)上；

增高支架拓展的空间构成了翅片管换热器总成的底部进风通道(135)。

20.一种翅片管换热器空调主机组成的空调系统，其特征在于，所述空调系统采用权利要求8～19任意一项所述翅片管换热器空调主机组成。

21.根据权利要求20所述空调系统，其特征在于，包括空调主机、中间换热器、水路和水泵；所述中间换热器的两路换热介质通道分别为空调主机的制冷剂通道和空调水通道；所述制冷剂通道连接空调主机的氟路；所述空调水通道连接室内换热器。

22.根据权利要求21所述空调系统，其特征在于，所述中间换热器包括板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器，或者板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器组合。